JP3674673B2 - Mold for forming end cap on filter element and filter medium and method for forming the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体フィルタ、特に、組み立て時の制限を低く抑えかつ流れ容量を増加した流体フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】
同一またはより小さいサイズのフィルタにおいて、流れ容量を増加するための要求が従来から続いている。このことは、エンジン室の空間が制限されている内燃機関エンジン用のエアクリーナの設計において特に当てはまる。同一かまたはより少ない空間において、より大きな容量を得ることができるフィルタ構造は、スペースを有効に利用できかつ競争力を備えたフィルタ装置を提供する。
【0003】
一般的にトラック用エンジンに使用されるエアクリーナは、ひだ付きフィルタ媒体(pleated filter media)によって与えられるフィルタ要素を有し、このメディアは、一般的に環状の閉ループ構造において複数のプリーツ(ひだ)を有し、この閉ループ構造は、複数の外側プリーツ先端部によって形成される外周縁と、複数の内側プリーツ先端部によって形成される内周縁と、軸線に沿って伸びる中空内部室を有する。一般的にエアは、フィルタ媒体を通り中空内部室に横方向または半径方向内方に流れ、出口管を介してエンジンの燃焼エア吸入管に向かって軸方向外方に流れる。
【0004】
出口管は、内側プリーツ先端部間の中空内部室の直径よりもわずかに小さい直径を有する。第1端部キャップは、フィルタ要素の1つの軸方向端部でプリーツの軸方向端部を覆い、中空内部室内を一部分貫通して伸びる出口管を用いて半径方向シールを形成する。さらに、付加的には、端部キャップは、フィルタ要素を含むハウジングを用いて軸方向シールを形成する。この端部キャップは、上記シールを形成するのに役立つように弾性圧縮材料である。半径方向シールは、出口管と、内側プリーツ先端部またはそれに沿って伸びる内側ライナーとの間の端部キャップ材料を半径方向に圧縮することによって形成される。
【0005】
軸方向シールは、プリーツの軸方向端部とハウジングの軸方向端部の間でフィルタ要素を含む端部キャップを軸方向に圧縮することによって形成される。第2端部キャップは、フィルタ要素の軸方向他端でプリーツの軸方向端部を覆い、中空内部室を閉じるように伸び、あるいは、中空内部室をハウジングの一部分で閉鎖することもできる。フィルタの流れ容量は、フィルタの軸方向端部で上記出口管を通る出口開口のサイズ等の制限を含む種々の要因により影響を受ける。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような事情に鑑みて、本発明の目的は、従来の欠点を克服した、フィルタ要素およびフィルタ媒体上にフィルタ要素の端部キャップを成形するためのモールドとその成形方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、各請求項に記載の構成を備えている。本発明のフィルタ要素および成形方法の構成によれば、本発明の目的が解決され、従属請求項には、特に有利な実施形態及び改良点が含まれている。
【0008】
本発明は、出口流路を拡大できるようにして流れに対する上記制限をより低くすることにより流れ容量を増加させる。フィルタ媒体の量を維持し、あるいは増加させながら、さらには、同一パッケージまたはハウジング寸法を所定の大きさに留めながら、フィルタ要素の出口寸法を増加しかつ制限を弱めることが達成される。
【0009】
上述のように、従来技術では、フィルタ要素からの出口の最大直径は、内側プリーツ先端部によって形成される中空内部室の直径の概算寸法に制限されている。これに対し、本発明の好ましい実施形態では、端部キャップは、プリーツの軸方向端部の外側エッジだけを覆い、そして、内側プリーツ先端部によって形成される中空内部室の直径よりも大きい内径を有する。端部キャップの拡大した内径は、内側プリーツ先端部によって形成される中空内部室の直径よりも大きな直径を有している拡大出口管によって半径方向シールを形成する。
【0010】
半径方向シールは、出口管の拡大直径と端部キャップの拡大した内径の間で、内側プリーツ先端部と外側プリーツ先端部の間におけるプリーツの軸方向端部に沿った位置に形成される。外側ライナーは、外側プリーツ先端部に沿うフィルタ要素の境界を定め、かつ軸方向端部を越えて端部キャップ内に伸び上記半径方向シールに対する支持体となる。すなわち、端部キャップ材料は、出口管と外側ライナーで半径方向に圧縮される。フィルタ要素からの出口流路は、内側プリーツ先端部によって形成される中空内部室の直径よりもむしろ端部キャップの内側直径に合っている。フィルタ媒体を通過する流体は、内側プリーツ先端部によって形成される中空内部室を軸方向に通過するとともにプリーツ間を軸方向に通過することができる。
【0011】
このような構成の結果、流体の流れにおける制限が減少し、プリーツの半径方向深さも特定の出口管直径に制限されない。その代わり、プリーツの半径方向深さは、フィルタの軸方向中心線に沿ってずっと伸び、一定のパッケージまたはハウジングの大きさ範囲内で、フィルタ媒体領域を最大にすることができる。本発明は、双方向の流れ用のフィルタとして使用することができ、その場合に、入口流路が拡大されて、これにより、入口流路の制限を減少させることもできる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1および図2は、ハウジング24内に収納されたフィルタ要素22を含むフィルタ20を示している。フィルタ要素22は、複数のプリーツ28を有するひだ付フィルタ媒体26(図2参照)からなっており、このプリーツ28は、図5〜図9で示すように、一般的に環状の閉ループ形状で構成され、複数の外側プリーツ先端部32によって形成される外周縁30と、内側プリーツ先端部36によって形成される内周縁34とを有する。
【0013】
この環状閉ループは、軸線40に沿って伸びる中空内部室38を有する。ハウジング24は、一般的に円筒形状であり、従来の方法、例えば、オーバーセンター式のばねクリップ46のようなクランプまたは他の適当な方法で互いに取り付けられたハウジング部分42,44で構成される。このハウジングは、フィルタ要素22のまわりのハウジング内における環状空間52内に半径方向および/または接線方向に沿って空気または液体等の流体を流入させるための入口50を有する。
【0014】
ハウジングは、内部ダムまたは偏向表面54を有して、フィルタ要素22に対して直接加わる衝撃を阻止し、さらに、たとえば、螺旋パターンまたは環状パターン等の流れを形成するようになっている。この流体は、フィルタ媒体26を介して中空内部室38へ横方向すなわち半径方向内方に流れる。そして、濾過されたクリーンな流体は、矢印58,59で示すように、流路56に沿って中空内部室38内を図2の軸方向右側に流れる。
【0015】
軸線40に沿って伸びる軸方向流路56は、中空内部室38の境界を定め、以下で記述するように内側プリーツ先端部36によって形成される内周縁34よりも大きな流れ周縁部60を有する。この流れ周縁部60は、フィルタ媒体26のプリーツ28により形成される内周縁34と外周縁30との間の位置し図2に示す内径を有しており、外側プリーツ先端部32によって形成される外周縁30よりも小さい。内周縁34は、第1断面積を形成しかつこの境界を定める。流れ周縁部60は、第2断面積を形成しかつこの境界を定める。第2断面積は、第1断面積よりも大きい。外周縁30は、第3断面積を形成しかつこの境界を定める。第2断面積は、第3断面積よりも小さい。
【0016】
フィルタ要素22は、第1,第2軸方向端部62,64を有する。軸方向端部62は、図3に示すように開口し、そこを貫通する軸方向流路56が与えられる。柔らかい弾性圧縮可能材料からなる端部キャップ66は、例えば、発泡ウレタン(foamed potted urethane)等で形成され、プリーツの軸方向端部68に接している。
【0017】
図3,図4に示す端部キャップ66の内縁70は、内側プリーツ先端部によって形成された内周縁34よりも大きい。端部キャップ66は、部分的にプリーツの軸方向端部68によって覆われている。すなわち、プリーツの軸方向端部68の横方向外側部分72が端部キャップ66によって覆われるが、一方、軸方向内側部分74は、覆われないで、図8,図9に示すようにフィルタ要素22の軸方向端部62において露出している。
【0018】
フィルタ要素22の第2軸方向端部64は閉じている。図2に示す第2の端部キャップ76は、第1の端部キャップ66と同一の発泡ウレタン等で形成され、フィルタ要素22の第2端部64に設けられ、内側及び外側のプリーツ先端部を含むプリーツの軸方向端部78を完全に覆っている。また、端部キャップ76の中央部分80は、フィルタ要素の軸方向端部64において、中空内部室38を完全に覆っている。ハウジング部分44は、軸方向端部64でフィルタ要素22を配置しかつ保持するために、ハウジング内に軸方向に部分的に伸びている環状内部側壁82を有している。
【0019】
他の実施形態において、端部キャップ76の中央部分80は省略され、また、ハウジング部分44の一部分は、フィルタ要素22の中空内部室38内に伸びてフィルタ要素の軸方向端部64を閉じ、この端部64をハウジング内に位置決める。端部キャップ76は、ハウジング部分44の軸方向端部壁85に係合し、かつハウジング内のフィルタ要素22を保持するのを助けるためにわずかに軸方向に圧縮されて軸方向の許容公差で収納可能な環状リッジ84を含んでいる。
【0020】
端部キャップ66は、ハウジング部分42の軸方向端部壁88に係合し、かつハウジング内のフィルタ要素22を保持するのを助けるためにわずかに半径方向に圧縮されて軸方向の許容公差で収納可能な環状リッジ86を含み、この環状リッジは、さらに、汚れた空気が環状室52からフィルタ要素の軸方向端部62の回りをバイパスするのを防止する軸方向シールを与える。ハウジング部分42の軸方向端部88は、そこを貫通して伸びる出口流管90を有する。さらに、環状リッジ86における軸方向シールに加えて、あるいはその代わりに、端部キャップ66は、後述するように出口流管90に対して半径方向シールを形成する。
【0021】
端部キャップ66は、図2および図4に示すように、フィルタ要素22の軸方向端部62にプリーツ28の軸方向端部68から離れて軸方向に伸びる側壁92を有する。この側壁は、上述のような内縁70と外縁94を有する。側壁92の内縁70は、内側プリーツ端部36によって形成されるフィルタ要素22の内周縁34よりも大きい。端部キャップ66における側壁92の内縁70は、外側プリーツ端部32によって形成されるフィルタ要素22の外周縁30よりも小さい。
【0022】
端部キャップ66における側壁92の外縁94は、外側プリーツ端部32によって形成されるフィルタ要素22の外周縁30よりも大きい。流管90は、プリーツ28の軸方向端部68に対して軸方向に面する内側部分96を有する。流管90の内側部分96は、内縁98と外縁100を有する。外縁100は、端部キャップ66の側壁92の内縁77よりも大きくなっており、その結果、端部キャップ66におけるフィルタ要素22が流管90の内側部分96上を軸方向右側に滑るとき、端部キャップ66は、流管の内側部分96の外側側壁に沿って内縁70を広げるように半径方向に押圧され、上記半径方向シールが形成される。
【0023】
端部キャップ66の内縁70は、図8の段部71で示すように、好ましくは、段付き形状となり、図8および図2で見るように、右側から左側にだんだんと径を細め、流管90の内側部分96を受け入れかつガイドしており、半径方向のシール圧力を増加させている。端部キャップ66は、流管90の内側部分の境界を定めかつこの流管と半径方向に密着して、そこに上記半径方向シールを形成する。ハウジング部分42の端部壁88はプリーツ28の軸方向端部68と軸方向に面し、また、端部キャップ66は、端部壁88と軸方向に密着して上記軸方向シールを形成する。
【0024】
図2および図4に示す外側ライナー102は、広がったワイヤ網またはスクリーンあるいは穿孔した金属板により形成され、外側プリーツ先端部32に沿ってフィルタ要素22の境界を定め、プリーツ28の軸方向端部68を越えて軸方向に伸びる軸方向端部の部分104を有する。上述したように、流管90は、流路56に沿いかつフィルタ要素の軸方向端部から軸方向に伸びている、フィルタ要素の中空内部室38と連通する。
【0025】
フィルタ要素の軸方向端部において端部キャップ66は、外側ライナー102の部分104と流管90の内側部分96間の半径方向に位置しかつ半径方向に押し付けられている。外側ライナー102の先端104が、端部キャップ66内を軸方向に伸びかつ以下に記述するように、成形工程中に端部キャップ内に埋め込められる。上記のように、端部キャップ66の側壁92は、フィルタ要素の軸方向端部においてプリーツ28の軸方向端部68から軸方向に離れて伸びている。端部キャップの外縁94は、外側ライナー部分104の境界を定める。
【0026】
プリーツ28は、図7に示すように軸方向に伸びる内側通路106と軸方向に伸びる外側通路108を形成する一組の壁を有する。外側通路108を形成するプリーツの壁は、接着剤ストリップ110に沿う熱シール接合によってフィルタ要素の軸方向端部62の近くで互いにシールされる。この接着剤は、従来公知のもので、例えば、米国特許第5,106,397号に開示され、参考として本明細書に含まれる。
【0027】
これにより、図8及び図9に示す内側露出部分74において、プリーツの軸方向端部のまわりに汚れた空気がバイパスされるのを防止する。図4で参照番号112で示すフィルタ媒体を通り半径方向内方に流れる空気等の流体は、矢印58,59で示すように軸方向に流体が流れる前に、プリーツ28の側壁を通って流れなければならない。このような空気の一部は、内側通路106に沿って軸方向に矢印59で示すように、図4において軸方向右側に流すことができ、また安定した空気が矢印114で示すように半径方向内方に、さらに矢印58で示すように軸方向に流れる。
【0028】
フィルタ要素の軸方向端部において外側通路108の軸方向端部は、接着剤ストリップ110に沿って上記シール接合によって閉鎖される。フィルタ要素を通過する流体は、外側通路108から内側通路106をへと強制的に流れる。図6及び図9には、外側通路108に伸びるシール接合された接着剤110が示され、この接着剤は、理想的には、内側プリーツ先端部36から外側プリーツ先端部32の全体を覆っている。シール接合が、内側プリーツ先端部36から外側プリーツ先端部32の全体にわたり伸びている場合、外側プリーツ先端部32における内側通路106の形状は、一般的により丸くなり、外側プリーツ先端部において、外側108を形成するプリーツ28の各壁は、互いにより近づくことになるであろう。
【0029】
また、外側通路108におけるシール接合は、内側プリーツ先端部36から外側プリーツ先端部32の方に部分的に伸びるようにしてもよく、そして、外側通路108の外側部分は、端部キャップ66によってフィルタ要素の軸方向端部において閉鎖される。成形埋め込み工程中、以下に説明するように、ひだ付きフィルタ媒体に浸される液体状の鋳込み材料が、図4,8,9において端部キャップの内側部分116で示すように、プリーツ間の通路内へ軸方向にわずかな距離だけ発泡(foam up)することになる。端部キャップは、プリーツ間で図4に示す距離118だけ移動する。
【0030】
プリーツ上の接着剤ストリップ110におけるプリーツの軸方向端部68からの間隔は、標準接着剤シールストリップの貼付け機械により所望の間隔に調整される。好ましくは、接着剤シールストリップ110は、プリーツの軸方向端部68からわずかな距離118だけ離れて置かれ、成形埋め込み工程中にモールドに内のダムによってプリーツ軸方向端部68をわずかに変形でき、端部キャップの液体状の鋳込み材料がプリーツ端部の内側部分74を半径方向内方に流れるようにする。また、好ましくは内側部分が露出し、成形工程及びダムは、以下で説明される。代わりに、シール接着剤ストリップ110は、このストリップ間にギャップ118を形成することなく、プリーツの軸方向端部68に貼付けることもできる。
【0031】
図11は、フィルタ要素のひだ付きフィルタ媒体26の上に端部キャップを成形またはポッティング(potting)するためのモールド(型)120を示している。このモールドは、環状の第1周縁に沿って伸び、かつウレタン等の液状鋳込み材料を保持する溝(trough)122を有する。この溝内にプリーツ28の軸方向端部68が浸される。モールドは、溝122の環状外周縁により境界を定めた第2の環状周縁に沿って伸びる直立したダム126を備えるインサート124を有する。ダム126は、外側プリーツ先端部32と内側プリーツ先端部36の間プリーツの軸方向端部68に係合し、内側プリーツ先端部36に向けて半径方向内方に流れる液状鋳込み材料の流れを抑える。溝122は、プリーツの軸方向端部68を部分的に広げ、プリーツの軸方向端部の横方向外側部分72が、液状鋳込み材料によって覆われ、プリーツの半径方向内方部分74を覆うことなく、プリーツの軸方向端部における横方向外側部分72が端部キャップ66によって覆われる。そして、プリーツの軸方向端部における横方向内側部分74は、端部キャップ66によって覆われず、露出したままとなる。
【0032】
好ましくは、ひだ付きフィルタ媒体は、プリーツの軸方向端部68がダム126に係合するまでこのフィルタ媒体を下方に下げ、さらに、ひだ付きフィルタ媒体をダムに対してわずかに下方に押圧することによって、モールド内の液状鋳込み材料の中に浸すことが望ましい。この場合、ダムは、このような係合点で、プリーツの軸方向端部68をわずかに変形させ、次に、プリーツの側壁を押圧して、通路を閉鎖するために横方向にわずかな通路を形成し、内側プリーツ先端部36に向けて横方向内方に流れる液状鋳込み材料の流れを抑える。
【0033】
溝122は、外縁126と内縁128によって境界が定められる。溝122の外縁126は、外側プリーツ先端部32によって形成されるフィルタ要素の外周縁30よりも大きい。溝122の内縁128は、フィルタ要素の外周縁30よりも小さい。また、溝122の内縁128は、内側プリーツ先端部36によって形成されるフィルタ要素の内周縁34よりも大きい。環状のダム126において、モールドの第2周縁は、溝122の内縁128よりも小さいかまたは等しい。上記したように、ひだ付きフィルタ媒体26上に端部キャップ66を成形するための方法は、プリーツの軸方向端部68をモールド120の溝122内の液状鋳込み材料の中に浸す工程と、外側プリーツ先端部32と内側プリーツ先端部36の間の位置にプリーツの軸方向端部をダムに対して係合し、ダム126が、内側プリーツ先端部36に向けて横方向内方に流れる液状鋳込み材料の流れを抑えるようにする工程とを含んでいる。
【0034】
溝122は、プリーツの軸方向端部68を部分的に広げるように設けられかつ整列しており、プリーツの軸方向端部の横方向外側部分72が、浸せき(dipping)中に液状鋳込み材料によって覆われ、プリーツの軸方向端部の横方向内側部分74は覆われないようになっている。さらに、本発明の方法によれば、外側プリーツ先端部32と内側プリーツ先端部36間におけるプリーツの軸方向端部68に係合するようにダムを設けかつ整列させることによって、プリーツの軸方向端部に沿って内側プリーツ先端部36に向かう液状鋳込み材料の横方向内方の流れが抑えられるようになっている。
【0035】
その結果、プリーツの軸方向端部における横方向外側部分72は、端部キャップ66によって覆われ、かつプリーツの軸方向端部における横方向内側部分74は、端部キャップ66によって覆われないで露出する。溝122とフィルタ要素22は、上記浸せき中に整列し、溝122の外縁126は、外側プリーツ先端部32によって形成されるフィルタ要素の外周縁30の境界を定め、かつ溝122の内縁は、内側プリーツ先端部36によって形成されるフィルタ要素の内周縁26の境界を定める。
【0036】
図10は、変形例を示し、出口流管90aは、縮径した外側部分90bを有してエンジン室のサイズと位置の条件に適合するようになり、しかも、拡大直径の内側部分90cを有し、図4および図10で示す流体の軸方向流れ58と特別の軸方向流れ59を含む周辺流路56を構成している。フィルタ媒体におけるプリーツの軸方向端部から、ハウジング部分42のに軸方向端部壁86までの間隔は、特別の流れと減少した制限流を収容する空間部130を形成する。
【0037】
上述のフィルタ構造は、液体等の他の流体用として使用することもできるが、空気フィルタ用に開発された。この実施形態では、ろ過される流体は、フィルタ媒体を介して外周縁から内周縁に向けて横方向内方に流れ、さらに、中空内部室において軸方向に流れる。即ち、流路56は出口流路である。一方、ろ過される流体が、中空内部室38内を軸方向に流れ、次にフィルタ媒体を介して内周縁から外周縁に向けて横方向外方に流れるようにしてもよい。この場合は、流路56は入口流路である。
【0038】
他の変形例では、金属製の端部キャップがウレタン製の端部キャップの代わりに使用することができ、また、種々の組み合わせによる材料を端部キャップに用いることも可能である。更なる実施形態では、内側ライナーを内側プリーツ先端部36に沿って設けることもできる。更なる変形例では、図10の流管の外側部分は、内側部分90cよりも大きな内径を有する。
種々の等価物、代替物及び変形例が添付した特許請求の範囲内において適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って構成されたフィルタの側面図である。
【図2】図1の2−2線に沿ってみた断面図である。
【図3】図2のフィルタ要素の一部分を示す斜視図である。
【図4】図3の4−4線に沿ってみた断面図である。
【図5】図4の5−5線に沿ってみた断面図である。
【図6】図4の6−6線に沿ってみた断面図である。
【図7】図4の7−7線に沿ってみた断面図である。
【図8】図3の構造体の一部分を部分的に切断してみた拡大図である。
【図9】さらに切断した部分を有する図8と同様の拡大図である。
【図10】代替例を示す図2の一部分と同様の断面図である。
【図11】ひだ付きフィルタ媒体上に端部キャップを成形するための型を示す一部断面図である。
【符号の説明】
20 フィルタ
24 ハウジング
26 フィルタ媒体
28 プリーツ
30 外周縁
32,36 プリーツ先端部
34 内周縁
40 軸線
56 軸方向流路
62,64 軸方向端部
66 端部キャップ
90 流管
92 側壁
120 モールド
122 溝
126 ダム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid filter, and more particularly, to a fluid filter with reduced restrictions during assembly and increased flow capacity.
[0002]
[Prior art]
There is a continuing demand for increasing flow capacity in the same or smaller size filters. This is especially true in the design of air cleaners for internal combustion engines where the engine room space is limited. A filter structure capable of obtaining a larger capacity in the same or less space provides a filter device that can effectively use the space and is competitive.
[0003]
Air cleaners commonly used in truck engines have a filter element provided by pleated filter media, which typically has a plurality of pleats in an annular closed loop configuration. The closed loop structure includes an outer peripheral edge formed by a plurality of outer pleat tips, an inner periphery formed by the plurality of inner pleat tips, and a hollow inner chamber extending along the axis. In general, air flows laterally or radially inward through the filter medium into the hollow interior chamber and axially outwardly through the outlet tube toward the combustion air intake tube of the engine.
[0004]
The outlet tube has a diameter slightly smaller than the diameter of the hollow interior chamber between the inner pleat tips. The first end cap covers the axial end of the pleat at one axial end of the filter element and forms a radial seal with an outlet tube extending partially through the hollow interior chamber. In addition, the end cap forms an axial seal with a housing containing the filter element. This end cap is an elastic compression material to help form the seal. The radial seal is formed by radially compressing the end cap material between the outlet tube and the inner pleat tip or the inner liner extending along it.
[0005]
The axial seal is formed by axially compressing an end cap containing a filter element between the axial end of the pleat and the axial end of the housing. The second end cap may cover the axial end of the pleat at the other axial end of the filter element and extend to close the hollow interior chamber, or the hollow interior chamber may be closed by a portion of the housing. The flow capacity of the filter is affected by various factors including limitations such as the size of the outlet opening through the outlet tube at the axial end of the filter.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a mold for forming an end cap of a filter element on a filter element and a filter medium, and a method for forming the same, overcoming the conventional drawbacks. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the present invention has the structure described in each claim. According to the configuration of the filter element and the molding method of the present invention, the object of the present invention is solved, and the dependent claims contain particularly advantageous embodiments and improvements.
[0008]
The present invention increases the flow capacity by allowing the outlet channel to be enlarged and lowering the above restriction on the flow. While maintaining or increasing the amount of filter media, and further keeping the same package or housing dimensions to a predetermined size, increasing the outlet dimensions of the filter elements and reducing the limit is achieved.
[0009]
As mentioned above, in the prior art, the maximum diameter of the outlet from the filter element is limited to an approximate dimension of the diameter of the hollow interior chamber formed by the inner pleat tip. In contrast, in a preferred embodiment of the present invention, the end cap covers only the outer edge of the axial end of the pleat and has an inner diameter greater than the diameter of the hollow interior chamber formed by the inner pleat tip. Have. The enlarged inner diameter of the end cap forms a radial seal with an enlarged outlet tube having a diameter larger than the diameter of the hollow interior chamber formed by the inner pleat tip.
[0010]
A radial seal is formed at a position along the axial end of the pleat between the inner pleat tip and the outer pleat tip between the enlarged diameter of the outlet tube and the enlarged inner diameter of the end cap. The outer liner delimits the filter element along the outer pleat tip and extends beyond the axial end into the end cap and provides a support for the radial seal. That is, the end cap material is radially compressed with the outlet tube and the outer liner. The outlet channel from the filter element matches the inner diameter of the end cap rather than the diameter of the hollow interior chamber formed by the inner pleat tip. The fluid passing through the filter medium can pass through the hollow inner chamber formed by the inner pleat tip in the axial direction and between the pleats in the axial direction.
[0011]
As a result of such a configuration, the restriction in fluid flow is reduced and the radial depth of the pleats is not restricted to a specific outlet tube diameter. Instead, the radial depth of the pleats can extend all the way along the axial centerline of the filter, maximizing the filter media area within a certain package or housing size range. The present invention can be used as a filter for bidirectional flow, in which case the inlet flow path is enlarged, thereby reducing the restriction of the inlet flow path.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 illustrate a filter 20 that includes a
[0013]
The annular closed loop has a hollow
[0014]
The housing has an internal dam or deflecting
[0015]
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The second
[0019]
In other embodiments, the
[0020]
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
At the axial end of the filter element, the
[0026]
The
[0027]
This prevents dirty air from being bypassed around the axial end of the pleats in the inner exposed
[0028]
At the axial end of the filter element, the axial end of the
[0029]
Also, the seal joint in the
[0030]
The spacing from the pleat
[0031]
FIG. 11 shows a
[0032]
Preferably, the pleated filter media lowers the filter media down until the pleat
[0033]
The
[0034]
[0035]
As a result, the laterally
[0036]
FIG. 10 shows a variation in which the
[0037]
The filter structure described above could be used for other fluids such as liquids, but was developed for air filters. In this embodiment, the fluid to be filtered flows laterally inward from the outer periphery to the inner periphery via the filter medium, and further flows axially in the hollow interior chamber. That is, the
[0038]
In other variations, a metal end cap may be used in place of the urethane end cap, and various combinations of materials may be used for the end cap. In a further embodiment, an inner liner can be provided along the
Various equivalents, alternatives and modifications are applicable within the scope of the appended claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a filter constructed in accordance with the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a portion of the filter element of FIG. 2;
4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 of FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 in FIG.
8 is an enlarged view of a part of the structure shown in FIG. 3 cut partially.
FIG. 9 is an enlarged view similar to FIG. 8 having a further cut portion.
10 is a cross-sectional view similar to a portion of FIG. 2 showing an alternative.
FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a mold for forming end caps on pleated filter media.
[Explanation of symbols]
20
Claims (32)
前記フィルタ媒体が、複数の外側プリーツ先端部によって形成される外周縁と、複数の内側プリーツ先端部によって形成される内周縁とを有し、前記閉ループは、所定の軸線に沿って伸びる中空内部室を構成し、ろ過される流体が、前記フィルタ媒体を横方向に通過して流れて、さらに、前記中空内部室内において軸方向に流れるようになっており、
そして、前記軸線に沿って伸びて前記中空内部室の境界を定めかつ前記内周縁よりも大きな流れ周縁部を有する軸方向流路と、第1 , 第2の軸方向端部とを有し、前記第1軸方向端部は開口して、そこを通る前記軸方向流路を形成し、さらに前記第1軸方向端部に前記プリーツの軸方向端部に接触する第1端部キャップを備え、この端部キャップは、前記内側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ媒体の内周縁よりも大きな内縁を有しており、
前記端部キャップが、プリーツの軸方向端部の外側エッジだけを覆い、内側プリーツ先端部によって形成される前記中空内部室の直径よりも大きい内径を有することを特徴することを特徴とするフィルタ要素。A filter element comprising a pleated filter media having a plurality of pleats in a closed loop shape,
The filter medium has an outer peripheral edge formed by a plurality of outer pleat tips and an inner peripheral edge formed by a plurality of inner pleat tips, and the closed loop is a hollow inner chamber extending along a predetermined axis The fluid to be filtered flows laterally through the filter medium, and further flows axially in the hollow interior chamber,
And an axial flow path extending along the axis to define the boundary of the hollow inner chamber and having a flow peripheral edge larger than the inner peripheral edge, and first and second axial ends, The first axial end is open to form the axial flow path therethrough, and further includes a first end cap that contacts the axial end of the pleat at the first axial end. The end cap has an inner edge larger than the inner edge of the filter media formed by the inner pleat tip.
Filter element characterized in that the end cap covers only the outer edge of the axial end of the pleat and has an inner diameter larger than the diameter of the hollow inner chamber formed by the inner pleat tip. .
前記フィルタ媒体が、閉ループ形状をなす複数のプリーツを有し、複数の外側プリーツ先端部によって形成される外周縁と、複数の内側プリーツ先端部によって形成される内周縁とを有し、前記閉ループは、所定の軸線に沿って伸びる中空内部室を構成し、ろ過される流体が、前記フィルタ媒体を横方向に通過して流れて、さらに、前記中空内部室内において軸方向に流れるようになっており、
前記フィルタ要素は、前記軸線に沿って伸びて前記中空内部室の境界を定めかつ前記内周縁よりも大きな流れ周縁部を有する軸方向流路と、第1 , 第2の軸方向端部とを有し、前記第1軸方向端部は開口して、そこを通る前記軸方向流路を形成し、さらに前記第1軸方向端部に前記プリーツの軸方向端部に接触する第1端部キャップを備え、この端部キャップは、前記内側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ媒体の内周縁よりも大きな内縁を有しており、
前記方法は、第1周縁に沿って伸びる溝を有し、この溝内に液状鋳込み材料を保持するモールドを配置する工程と、
前記モールド上に、前記第1周縁によって境界が定められる第2周縁に沿って伸びる直立したダムを備えるインサートを配置する工程と、
前記液状鋳込み材料内に前記プリーツの軸方向端部が浸す工程と、
前記外側プリーツ先端部と内側プリーツ先端部の間の位置にある前記ダムに前記プリーツの軸方向端部を係合する工程とを有し、
前記ダムが、前記内側プリーツ先端部に向かって横方向内方に前記液状鋳込み材料が流れるのを抑えるようにしたことを特徴とする成形方法。A method for forming an end cap on a pleated filter media of a filter element comprising:
The filter medium has a plurality of pleats having a closed loop shape, and has an outer peripheral edge formed by a plurality of outer pleat tips and an inner periphery formed by a plurality of inner pleat tips, A hollow inner chamber extending along a predetermined axis, and the fluid to be filtered flows laterally through the filter medium and further flows axially in the hollow inner chamber. ,
The filter element includes an axial flow path extending along the axis to define the boundary of the hollow inner chamber and having a flow peripheral edge larger than the inner peripheral edge, and first and second axial ends. And the first axial end is open to form the axial flow path therethrough, and the first axial end is in contact with the axial end of the pleat A cap, the end cap having an inner edge that is larger than the inner periphery of the filter media formed by the inner pleat tip;
The method includes the step of having a groove extending along the first periphery, and placing a mold for holding the liquid casting material in the groove;
Disposing an insert on the mold comprising an upright dam extending along a second peripheral edge delimited by the first peripheral edge;
A step in which an axial end of the pleat is immersed in the liquid casting material;
Engaging an axial end of the pleat with the dam at a position between the outer pleat tip and the inner pleat tip;
The molding method according to claim 1, wherein the dam prevents the liquid casting material from flowing inward in the lateral direction toward the tip of the inner pleat.
前記浸せき中に前記溝とフィルタ要素を整列させ、前記溝の外側部分は、前記外側プリーツ先端部によって形成されるフィルタ要素の外周縁により境界を定め、また、前記溝の内側部分は、内側プリーツ先端部によって形成されるフィルタ要素の内周縁により境界を定めることを特徴とする請求項29記載の成形方法。Providing the groove with an outer boundary along the outer edge and an inner boundary along the inner edge, the outer edge of the groove being larger than the outer peripheral edge of the filter element formed by the outer pleat tip, the inner edge of the groove being Smaller than the outer periphery of the filter element formed by the outer pleat tip, and the inner edge of the groove is larger than the inner periphery of the filter element formed by the inner pleat tip;
Aligning the groove and the filter element during the immersion, the outer portion of the groove is bounded by the outer periphery of the filter element formed by the outer pleat tip, and the inner portion of the groove is the inner pleat 30. A molding method according to claim 29 , wherein the boundary is defined by the inner periphery of the filter element formed by the tip.
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